芻議高中生物實驗探究教學(xué)策略

謝登峰

[摘 要]實施高中生物實驗探究教學(xué)，首先要引導(dǎo)學(xué)生體驗探究實驗過程，讓學(xué)生養(yǎng)成自主探究的習(xí)慣；然后設(shè)計課外探究型實驗，引導(dǎo)學(xué)生自主探究；最后優(yōu)化探究實驗方案，提升學(xué)生的實驗設(shè)計能力。積極開展高中生物實驗探究教學(xué)，能有效鍛煉和提升學(xué)生的探究能力，開拓學(xué)生的創(chuàng)新思維。

[關(guān)鍵詞]實驗探究教學(xué)；探究性學(xué)習(xí)；高中生物

[中圖分類號] G633.91 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-6058（2018）26-0089-02

隨著新課程改革政策的落地與實施，探究性教學(xué)逐漸成為當(dāng)代教學(xué)的主流方式。在高中生物教學(xué)中，教師結(jié)合生物實驗來開展探究性教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生進行實驗探究，可極大地激活學(xué)生的探究意識，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力和創(chuàng)新能力。那么，如何實施高中生物實驗探究教學(xué)呢？

一、體驗探究實驗過程，養(yǎng)成自主探究習(xí)慣

眾所周知，學(xué)習(xí)是一個自主探究并實踐的動態(tài)過程。學(xué)生只有自主探究知識才能獲得對知識的深刻理解。對此，在高中生物實驗教學(xué)中，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生體驗實驗探究的全過程，只有這樣，才能更好地調(diào)動學(xué)生原有的知識儲備，讓學(xué)生獲得新的學(xué)習(xí)思路，并養(yǎng)成自主探究的習(xí)慣。

例如，在教學(xué)《光合作用》這一節(jié)課時，筆者整合了科學(xué)家發(fā)現(xiàn)和探究光合作用的實驗過程，并引導(dǎo)學(xué)生針對實驗探究過程中的一些具體問題進行探究和分析，從而逐步構(gòu)建起光合作用的知識體系。具體如下：

[實驗舉例]普利斯特利實驗，薩克斯實驗，恩格爾曼實驗，魯賓、卡門實驗。

[實驗問題]（1）植物的生長過程是否和空氣有關(guān)聯(lián)？（普利斯特利實驗）（2）植物在進行光合作用的過程中會有哪些產(chǎn)物？（薩克斯實驗）（3）植物的光合作用過程會產(chǎn)生其他的產(chǎn)物嗎？（恩格爾曼實驗）（4）植物在進行光合作用時氧原子來源于何處？（魯賓、卡門實驗）

[科學(xué)家探究過程]

普利斯特利實驗：在兩個玻璃罩內(nèi)各放置一根點燃的蠟燭，在實驗組的玻璃罩內(nèi)增添一株綠色植物，對照組則不做處理。

薩克斯實驗：對綠色植物葉片進行“饑餓”處理，處理之后再將葉片一半曝光另一半遮光，數(shù)小時之后剪下半張葉片擦拭碘酒，觀察結(jié)果。

恩格爾曼實驗：將水綿和好氧細菌共同放置在完全黑暗且隔絕空氣的環(huán)境中，實驗組用極細的光束照射水綿，對照組則采取完全曝光處理的方式對水綿進行曝光。

魯賓、卡門實驗：將綠色植物分成兩組，一組提供H218O和C18O2作為植物進行光合作用的原料；另一組提供H2O和C18O2作為植物進行光合作用的原料。

[學(xué)生觀察]

普利斯特利實驗：對照組蠟燭易熄滅，實驗組蠟燭不易熄滅。

薩克斯實驗：曝光的半葉與碘酒會發(fā)生反應(yīng)變成藍色，而遮光的半葉則不反應(yīng)。

恩格爾曼實驗：好氧細菌會集中在水綿葉綠體受光的部位。

魯賓、卡門實驗：兩組植物在光合作用下釋放的氧氣分別為18O2和O2。

[實驗知識構(gòu)建]在普利斯特利實驗中，學(xué)生可以根據(jù)實驗過程發(fā)現(xiàn)植物的光合作用可以更新空氣，與空氣有關(guān)聯(lián)；在薩克斯實驗中，學(xué)生可以根據(jù)實驗過程得到“植物在光合作用過程中會產(chǎn)生淀粉”的結(jié)論；在恩格爾曼實驗中，學(xué)生可以根據(jù)實驗過程發(fā)現(xiàn)植物葉綠體中可以釋放氧氣且葉綠體是光合作用的主要場所；在魯賓、卡門實驗中，學(xué)生可以根據(jù)實驗過程得到“植物光合作用的氧氣來源于水”這一結(jié)論。

在上述教學(xué)案例中，筆者借助科學(xué)家探究“光合作用”的相關(guān)實驗過程來引導(dǎo)學(xué)生對光合作用進行探究，一方面能夠更好地讓學(xué)生體驗生物知識在生物實驗過程中動態(tài)變化和發(fā)展的全過程，另一方面也能夠激發(fā)學(xué)生自主探究的欲望，促進學(xué)生自主探究習(xí)慣的養(yǎng)成。

二、設(shè)計課外探究型實驗，引導(dǎo)學(xué)生自主探究

高中生物教材中涉及的實驗類型十分豐富，既有驗證型實驗，也有探究型實驗，多種類型的生物實驗從不同的角度鍛煉和發(fā)展了學(xué)生的能力。在實際教學(xué)中，囿于教學(xué)時長較短，一些探究型實驗的開展受到限制。為此，在課后教師可適當(dāng)拓展設(shè)計探究型實驗，引導(dǎo)學(xué)生進行自主探究。

例如，在教學(xué)《生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性》這一節(jié)課時，筆者設(shè)計了一個課外探究型實驗——“平衡生態(tài)系統(tǒng)的建立”，并引導(dǎo)學(xué)生以螺螄、金魚藻和金魚為實驗材料來構(gòu)建一個平衡的小型生態(tài)系統(tǒng)，大大地激發(fā)了學(xué)生的探究欲望。在教學(xué)中，筆者首先結(jié)合教材給學(xué)生講解一些基本的實驗方法，然后提出一個實驗探究問題：為了維持這個小型生態(tài)系統(tǒng)的平衡性和穩(wěn)定性，應(yīng)如何處理金魚、金魚藻和螺螄三者之間的關(guān)系？針對這個問題，學(xué)生開展了激烈的探討，最終決定按照數(shù)量比例的不同將金魚、金魚藻和螺螄分成三個不同的實驗組，組與組之間形成對照，然后再對這三組的實驗結(jié)果進行分析，探究維持一個生態(tài)系統(tǒng)平衡的條件。與此同時，學(xué)生也分成三個不同的學(xué)習(xí)小組，分別負責(zé)在實驗周期內(nèi)觀察和記錄本小組的實驗結(jié)果。該課后實驗時長兩周，在此期間，每一組的學(xué)生都需要每天按時觀察和記錄生態(tài)系統(tǒng)中各生物的狀態(tài)，待實驗結(jié)束之后進行匯總交流。經(jīng)過最終的實驗結(jié)果探討交流之后，學(xué)生發(fā)現(xiàn)在這個小型生態(tài)系統(tǒng)中，金魚藻擔(dān)任生產(chǎn)者的角色，金魚擔(dān)任消費者的角色，螺螄擔(dān)任分解者的角色，這些生物和水、空氣以及陽光等非生物成分共同維持了整個生態(tài)系統(tǒng)的平衡與穩(wěn)定。除此之外，學(xué)生得出了“生態(tài)系統(tǒng)的平衡是動態(tài)平衡且生物系統(tǒng)的自動調(diào)節(jié)能力有限”這一結(jié)論。

在上述教學(xué)案例中，筆者結(jié)合教材內(nèi)容引導(dǎo)學(xué)生開展了一次探究實驗。通過實驗探究，學(xué)生的知識基礎(chǔ)更為扎實，探究能力也得到了極大的提升。

三、優(yōu)化探究實驗方案，提升學(xué)生實驗設(shè)計能力

目前，驗證型實驗仍是高中生物實驗的主要組成部分，顯然，這對學(xué)生探究能力的提升極為不利，同時也在一定程度上影響了學(xué)生實驗分析與設(shè)計能力的培養(yǎng)與鍛煉。為此，在實際教學(xué)中，教師應(yīng)當(dāng)優(yōu)化高中生物實驗結(jié)構(gòu)，將一些驗證型實驗改成探究型實驗，并引導(dǎo)學(xué)生優(yōu)化設(shè)計探究實驗方案，以提升學(xué)生的實驗設(shè)計能力。

例如，在教學(xué)“生物組織中還原糖、脂肪和蛋白質(zhì)的鑒定”這一實驗時，筆者將其設(shè)計成一個探究型實驗。首先，從實驗名稱著手，將其改成“探究食物化合物成分”，有效地激發(fā)了學(xué)生的探究欲望。接著，再根據(jù)實驗內(nèi)容提出相應(yīng)的探究問題，比如“對于我們生活中常見的食物，比如面包、牛奶，你們覺得它們包含哪些化合物呢？”由于該問題與實際生活密切相關(guān)，學(xué)生的注意力瞬間被吸引過來，并猜測到：“我覺得可能會有脂肪、蛋白質(zhì)、碳水化合物?！表樦鴮W(xué)生的回答，筆者繼續(xù)提出問題：怎樣才能夠鑒定面包中是否含有這些化合物呢？根據(jù)已有的生物知識，學(xué)生紛紛提出了自己認為可行的鑒定方案，比如有的學(xué)生認為可以用菲林試劑來探究和鑒定碳水化合物即還原糖的存在，有的學(xué)生認為可以根據(jù)“雙縮脲試劑會和蛋白質(zhì)反應(yīng)”這個知識來用雙縮脲試劑檢測面包中蛋白質(zhì)的存在，也有的學(xué)生認為探究脂肪的存在可以使用蘇丹Ⅲ染液，因為蘇丹Ⅲ染液和脂肪混合之后會變成橘黃色。瞬間，課堂氣氛變得活躍起來，同時學(xué)生的實驗探究思路也被有效打開。這樣教學(xué)，不僅能夠鍛煉和提升學(xué)生的實驗設(shè)計能力，還能夠鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新思維，對學(xué)生探究生物實驗、學(xué)習(xí)生物知識都有極大的促進作用。

總而言之，實驗探究是高中生物教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)，同時也是鍛煉和提升學(xué)生探究能力、開拓學(xué)生創(chuàng)新思維的重要途徑。在實際教學(xué)中，教師應(yīng)當(dāng)結(jié)合實際教學(xué)情況引導(dǎo)學(xué)生體驗實驗探究過程、設(shè)計課外探究型實驗和優(yōu)化探究實驗方案，從而促進實驗探究的有效進行以及學(xué)生能力的全面提升。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 劉恩山.普通高中生物課程標準（實驗）解讀[M].南京：江蘇教育出版社，2004.

[2] 田光文.以探索性實驗代替驗證性實驗的探究[J].中學(xué)生物教學(xué)，2001（2）：35-36.

（特約編輯 安 平）